Khóa luận tốt nghiệp Ngành kĩ thuật môi trường
Sinh viên: Phạm Thị Bích Ngọc - MT 1101 1 LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, với sự phát triển của nền kinh tế - xã hội. Đời sống con người
ngày càng được nâng cao. Đô thị được mở rộng nhiều. Nếu không được sự quan
tâm của chính quyền, cũng như người dân, môi trường sống sẽ ngày càng giảm
sút. Đặc biệt là môi trường nước.
Nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm nước thải là do quá trình sử dụng của
con người trong các hoạt động sống hay sản xuất của mình, làm thay đổi tính
chất và thành phần nước ban đầu. Các chất thải này khi thải ra môi trường nước,
gây mùi hôi thối, làm chậm quá trình chuyển hóa và hòa tan oxy vào nước, dinh
dưỡng hóa nước mặt, làm cản trở quá trình sinh trưởng và phát triển của sinh
vật.
Có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải, nhưng do tích chất và thành
phần của nước thải khác nhau cần lựa chọn phương pháp xử lý cho phù hợp.
Hiện nay, xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học được coi là phương pháp
thân thiện với môi trường và được ứng dụng nhiều ở các nước kể cả các nước
phát triển. Đây là công nghệ xử lý nước thải dựa trên hoạt động của vi sinh vật
để phân huỷ các chất hữu cơ có trong nước thải mang lại hiệu quả cao, chi phí
thấp, dễ vận hành. Quá trình phát triển của vi sinh vật xảy ra trong các điều kiện
có sự chuyển hoá năng lượng tế bào vi sinh vật nhờ các quá trình sinh học. Vì
vậy, em thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương
pháp sinh học hiếu khí”.
dân quanh khu vực, làm ảnh hưởng tới hệ sinh thái thủy sinh
Nước thải sản xuất có thể kiểm soát đầu vào, đầu ra nên thuận lợi cho việc
thu gom và lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp.
+ Nước thải đô thị bao gồm : Nước dư thừa, nước đã dùng do sinh hoạt
Khóa luận tốt nghiệp Ngành kĩ thuật môi trường
Sinh viên: Phạm Thị Bích Ngọc - MT 1101 3

chủ yếu từ các gia đình, trường học, khu vui chơi giải trí và nước sản xuất lẫn
vào…
Tỉ lệ trong nước thải đô thị như sau: Nước thải sinh hoạt khoảng 50-60%,
nước mưa thấm qua đất khoảng 10-14%, nước thải sản xuất khoảng 30-36% do
các đơn vị sản xuất thủ công nghiệp, công nghiệp thải ra.
+ Nước thải tự nhiên: Nước thải tự nhiên là loại nước thải có nguồn gốc
từ thiên nhiên. Chúng có thành phần và tính chất bị biến đổi so với nước sạch
nên không được con người sử dụng. Như nước mưa chảy tràn trên bề mặt công
trình, nước lũ…
1.3. Thành phần của nƣớc thải đô thị[4]
Nước thải đô thị là tổ hợp hệ thống phức tạp các thành phần vật chất, trong
đó chất nhiễm bẩn thuộc nguồn gốc hữu cơ và vô cơ thường tồn tại dưới dạng
không hòa tan, dạng keo và dạng hoà tan.
1.3.1 Thành phần hóa học
a.Các chất vô cơ: trong nước thải như NH
4
+
,
NO
3
-
, PO
4

3-
): Đây là nguồn dinh dưỡng cho thực vật phù du, rong, tảo
và vi sinh vật. Nước thải sinh hoạt bị ô nhiễm có hàm lượng phosphat cao hơn
0,5 mg/l. Bản thân phosphate không phải chất gây độc nhưng nồng độ quá cao
Khóa luận tốt nghiệp Ngành kĩ thuật môi trường
Sinh viên: Phạm Thị Bích Ngọc - MT 1101 4

trong nước sẽ làm cho nước “nở hoa”, làm giảm chất lượng nước.
+Sulphat(SO
4
2-
): Có nhiều trong nước biển, nước phèn, nước ở các vùng mỏ
thạch cao …Khi ở nồng độ cao gây gỉ đường ống làm bằng kim loại, ăn mòn các
công trình bê tông và gây hại đến cây trồng, làm đất bị sét hóa, chua hóa, ở điều
kiện yếm khí sẽ hình thành H
2
S trong nước gây mùi khó chịu, nhiễm độc với
giới thủy sinh.
+Clorua(Cl
-
): Ion này tạo ra vị mặn của nước, nồng độ trên 355 mg/l gây tác
hại nặng đến cây trồng, có thể kết hợp với các hợp chất hưu cơ mạch vòng tạo ra
hợp chất cơ clo gây ung thư. Nếu sử dụng nước sinh hoạt có Cl
-
cao lâu ngày sẽ
dẫn tới bệnh thận.
+ Các kim loại nặng thường gây độc cho con người như ảnh hưởng não,
máu(Pb), độc với sinh vật(Hg), gây đột biến gen, ung thư(As).
a. Các chất hữu cơ
+ Chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học gồm hợp chất cacbon, protein, chất

N-NH
4
+

N-NO
2
-N-NO
3
-

Chất tẩy rửa
P

(mg/l)
(mg/l)
(mg/l)
(mg/l)
(mg/l)
(mg/l)
(mg/l)
(mg/l)

7,5- 8,
150-500
100-400
300-1000
30-100

2

Nitrosomonas
2NO
2
-
+4H
+
+ năng lượng
2NO
2
-
+ O
2

Nitrobacterium
2NO
3
-
+ năng lượng
 Vi khuẩn tự dưỡng sử dụng các chất hữu cơ làm nguồn cơ chất cacbon và
năng lượng trong các quá trình sinh tổng hợp gồm 2 loại:
+ Vi khuẩn hiếu khí cần oxy trong quá trình phân hủy các chất
Chất hữu cơ + O
2
CO
2
+ H
2
O + Năng lượng

Năng lượng giải phóng ra được sử dụng vào tổng hợp tế bào mới, phát triển
tăng sinh khối và một phần thoát ra ở dạng nhiệt.
 Vi rút là loại siêu nhỏ sống ký sinh ở tế bào vật chủ, nhờ sự trao đổi chất
của vật chủ mà xây dựng các hợp chất protein và axit nucleic cho mình. Đây là
tác nhân gây bệnh cho người và gia súc.
 Nấm, nấm mốc, nấm men phát triển mạnh trong nước tù, có khả năng
phân hủy chất hữu cơ, nhiều loại có khả năng phân hủy xenluloza,
hemixenluloza, lignin.
1.4. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc[3,4]
Đánh giá chất lượng nước cũng như mức độ ô nhiễm nước, cần dựa vào một
số thông số cơ bản để so sánh với các chỉ tiêu cho phép về thành phần nước thải.
Cụ thể là thông qua các chỉ tiêu vật lý, chỉ tiêu hóa lý, chỉ tiêu hóa học, chỉ tiêu
sinh học. Việc xác định các chỉ tiêu của nước sẽ cho phép đánh giá mức độ ô
nhiễm của nước, biện pháp xử lý thích hợp và hiệu quả của phương pháp xử lý
nước.
1.4.1. Nhiệt độ
Nhiệt độ đóng một vai trò nhất định trong đời sống của vi sinh vật. Đồng
thời nhiệt độ có tham gia vào quá trình phân hủy các hợp chất trong nước.
Nhiệt độ của nước thay đổi theo mùa, theo các thời điểm trong ngày. Ở
nước ta, nước bề mặt có khoảng dao động từ 14.3
o
C – 33.5
o
C, nhiệt độ nước
ngầm ít biến đổi hơn, từ 24
o
C – 27
o
C.
Nguồn gốc gây ra ô nhiễm nhiệt chính là nước thải trong quá trình sản xuất

N, R
2
NH, RNH
2
) và
photphin (PH
3
), mùi hôi thối là do H
2
S, các hợp chất Indol, Scattol (phân hủy từ
aminoaxit)
Có thể xác định mùi của nước theo phương pháp sau: Mẫu nước đưa vào
bình đậy kín nắp, lắc khoảng 10s – 20s rồi mở nắp, ngửi mùi rồi đánh giá không
mùi, mùi nhẹ, trung bình, nặng và rất nặng. Lưu ý không để dòng hơi đi thẳng
vào mũi.
1.4.4. Độ đục
Độ đục của nước do các chất lơ lửng, các chất hữu cơ phân hủy hoặc do
giới thủy sinh gây ra. Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước,
ảnh hưởng khả năng quang hợp của các sinh vật tự dưỡng trong nước, gây giảm
thẩm mĩ và làm giảm chất lượng của nước khi sử dụng. Vi sinh vật có thể bị hấp
thụ bởi các hạt rắn lơ lửng sẽ gây khó khăn khi khử khuẩn.
Đơn vị chuẩn của độ đục là sự cản quang do 1mg SiO
2
hòa tan trong 1l nước
Khóa luận tốt nghiệp Ngành kĩ thuật môi trường
Sinh viên: Phạm Thị Bích Ngọc - MT 1101 8

cất gây ra. Đơn vị đo độ đục: 1 đơn vị độ đục = 1mg SiO
2
/ l nước.

tăng hay giảm vận tốc của các phản ứng hóa sinh xảy ra trong nước.
Khóa luận tốt nghiệp Ngành kĩ thuật môi trường
Sinh viên: Phạm Thị Bích Ngọc - MT 1101 9 1.4.8. Hàm lượng oxy hòa tan (DO) [6]
Oxy hòa tan trong nước rất cần cho sinh vật hiếu khí. Bình thường oxy
hòa tan trong nước khoảng 8 – 10 mg/l, chiếm 70% – 85% khi oxy bão hòa.
Mức oxy hòa tan trong nước tự nhiên và nước thải phụ thuộc vào mức độ ô
nhiễm chất hữu cơ, vào hoạt động của giới thuỷ sinh và vào các hoạt động hóa
sinh, hóa học, vật lý của nước. Trong môi trường nước bị ô nhiễm nặng, oxy
được dùng nhiều cho các quá trình hóa sinh và xuất hiện hiện tượng thiếu oxy
trầm trọng.
Các nguồn nước mặt do có bề mặt tiếp xúc với không khí, nên thường có
hàm lượng DO cao. Quá trình quang hợp và hô hấp của các loài thủy sinh cũng
làm thay đổi hàm lượng DO có mặt trong nước.
Phân tích chỉ số oxy hòa tan(DO) là một trong những chỉ tiêu quan trọng
đánh giá sự ô nhiễm của nước và giúp ta đề ra những giải pháp thích hợp.
Để xác định DO trong nước thải, người ta thường dùng phương pháp
Winkler. Phương pháp này dựa vào quá trình oxy hóa Mn
7+
thành Mn
2+
trong
môi trường kiềm và Mn
2+
lại có khả năng oxy hóa I
–
thành I
2


độc tính ở trong nước. Bình thường 70% nhu cầu oxi được sử dụng trong 5 ngày
đầu, 20% trong 5 ngày tiếp theo, 99% ở ngày thứ 20 và 100% ở ngày thứ 21.
Trong thực tế, người ta không thể xác định lượng oxy cần thiết để phân
hủy hoàn toàn chất hữu cơ vì tốn quá nhiều thời gian. Do đó, người ta xác định
lượng oxy cần thiết để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong vòng 5 ngày ở
20
0
C trong bóng tối (để tránh hiện tượng quang hợp ở trong nước). Chỉ số này
được gọi là BOD
5
20
.
1.4.10. Nhu cầu oxy hóa học (COD)
COD là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa toàn bộ các chất hữu
cơ có trong mẫu nước thành CO
2
và nước. Chỉ số này được dùng rộng rãi để đặc
trưng cho hàm lượng chất hữu cơ của nước thải và sự ô nhiễm của nước tự
nhiên.
Nguyên tắc của phương pháp này là dùng chất oxy hóa mạnh
K
2
Cr
2
O
7
(kali bicromat) trong môi trường axit H
2
SO

2-
bằng dung dịch muối Mohr với chỉ thị
difenylamin [(C
6
H
5
)
2
NH]. Điểm kết thúc chuẩn độ là khi dung dịch chuyển từ
màu đen sang màu xanh rêu.
1.4.11. Tổng hàm lượng nitơ (TN) [6, 10]
Trong nước hợp chất chứa nitơ thường tồn tại ở 3 dạng: hợp chất hữu cơ,
amoniac và dạng oxy hóa (nitrat, nitrit). Chúng có vai trò quan trọng trong hệ
sinh thái nước. Trong nước rất cần thiết có một lượng nitơ thích hợp, đặc biệt là
trong nước thải, mối quan hệ giữa BOD
5
với nitơ và phospho có ảnh hưởng rất
lớn đến sự hình thành và khả năng oxy hóa của bùn hoạt tính. Vì vậy, trong xử
lý nước thải cùng với các chỉ số khác, người ta cần xác định chỉ số tổng nitơ.
Tổng Nitơ là tổng các hàm lượng Nitơ hữu cơ, ammoniac, nitrit, nitrat.
Hàm lượng nitơ hữu cơ được xác định bằng phương pháp Kendal. Tổng Nitơ
Kendal là tổng nitơ hữu cơ và nitơ ammoniac. Chỉ tiêu ammoniac thường được
Khóa luận tốt nghiệp Ngành kĩ thuật môi trường
Sinh viên: Phạm Thị Bích Ngọc - MT 1101 11

xác định bằng phương pháp so màu hoặc chuẩn độ, còn nitrit và nitrat được xác
định bằng phương pháp so màu.
Nước chứa hầu hết các hợp chất nitơ hữu cơ, amoniac hoặc NH
4
+

) và phospho hữu cơ. Đây là một trong những nguồn
dinh dưỡng cho thực vật dưới nước nhưng hàm lượng phospho lớn gây ô nhiễm
môi trường nước và góp phần thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các thủy vực.
Hàm lượng phospho trong nước thải cao làm cho các loại tảo, các loại
thực vật lớn phát triển gây ách tắc đường ống, dòng chảy. Đặc biệt các loại tảo
bùng phát làm cho nước chuyển màu, có thể màu trắng, đỏ, xanh, nâu. Sau đó
tảo tự phân hủy, thối rữa làm nước bị ô nhiễm, thiếu oxy hòa tan trầm trọng dẫn
đến các sinh vật bị chết.
Trong nước thải, người ta thường xác định tổng hàm lượng phospho để
xác định chỉ số BOD
5
: N: P với mục đích chọn phương pháp xử lý thích hợp.
Ngoài ra, cũng có thể xác lập tỉ số giữa P và N để đánh giá mức độ các chất dinh
dưỡng trong nước.

1.4.13. Tổng hàm lượng chất rắn (TSS) [6]
Tổng chất rắn (TS) được xác định bằng trọng lượng khô phần còn lại sau
khi cho bay hơi 1 lít mẫu nước trên bếp cách thủy rồi sấy khô ở 103
0
C cho đến
khối lượng không đổi. Đơn vị tính bằng mg.
Chất rắn lơ lửng ở dạng huyền phù (SS). Hàm lượng các chất huyền phù
(SS) là trọng lượng khô của chất rắn còn lại trên giấy lọc thủy tinh, khi lọc 1l
nước mẫu qua phễu lọc Gooch rồi xấy khô ở 103- 105
0
C tới khi trọng lượng
không đổi. Đơn vị tính là mg/l hoặc g/l. SS ảnh hưởng tới chất lượng nước khi
Khóa luận tốt nghiệp Ngành kĩ thuật môi trường
Sinh viên: Phạm Thị Bích Ngọc - MT 1101 12



1.5.1. Phương pháp cơ học
Khóa luận tốt nghiệp Ngành kĩ thuật môi trường
Sinh viên: Phạm Thị Bích Ngọc - MT 1101 13

Đây là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi đưa vào giai đoạn xử lý sinh học.
Trong nước thải thường có các loại tạp chất rắn cỡ khác nhau bị cuốn theo
như rơm cỏ, gỗ mẩu, bao bì chất dẻo, giấy, giẻ, dầu mỡ nổi, cát sỏi, vụn gạch
ngói Ngoài ra, còn các loại hạt lơ lửng có thể lắng được. Các loại tạp chất trên
dùng các phương pháp xử lý cơ học là thích hợp. Hiệu suất của phương pháp cơ
học có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất không tan và 20% BOD trong nước
thải.
Các công trình xử lý cơ học như: song chắn rác, bể lắng, bể lọc…
+ Song chắn rác giữ lại các tạp chất thô như giẻ, rác, các vật có kích thước lớn
có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như tắc
bơm, đường ống, hoặc kênh dẫn.
Song chắn rác có thể đặt cố định hoặc di động, cũng có thể là tổ hợp
cùng với máy nghiền nhỏ, thông thường là song chắn rác cố định. Các song chắn
rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào các kênh dẫn, nghiêng một góc 60 -
75
0
. Thanh song chắn rác có thể có tiết diện tròn, vuông hoặc hỗn hợp, thông
dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc ở phía sau và cạnh
tròn ở phía trước hướng đối diện với dòng chảy.
+ Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt rắn có kích thước nhỏ hơn 0.2mm và các
hạt lơ lửng có khả năng lắng như cát, các chất vô cơ khó hòa tan sẽ lắng xuống
đáy kéo theo một phần chất đông tụ. Tạo ra bùn lắng ở phía dưới, bùn được tách
khỏi nước bằng phương pháp thủ công hay cơ giới.
Quá trình lắng chịu ảnh hưởng của các yếu tố như: lưu lượng nước thải,
thời gian lắng, khối lượng riêng và tải lượng tính theo chất rắn lơ lửng, sự keo tụ


10
-2
mm , còn các hạt nhỏ hơn ở dạng keo không thể lắng
được. Ta có thể tăng kích thước các hạt nhờ tác dụng tương hổ giữa các hạt phân
tán liên kết vào thành tập hợp các hạt có thể lắng được. Muốn vậy, trước hết cần
trung hòa điện tích của chúng, tiếp đến là liên kết chúng lại với nhau.
- Hấp thụ là phương pháp thường được dùng để loại các tạp chất bẩn hòa tan
vào nước mà phương pháp xử lý sinh học cùng các phương pháp khác không
loại bỏ được với hàm lượng rất nhỏ. Thông thường, đây là các hợp chất hòa tan
có độc tính cao hoặc chất có màu, mùi, vị rất khó chịu.
Tùy vào điều kiện mà người ta sử dụng phương pháp hóa học hay phương
pháp hóa lý để khử các chất hòa tan trong nước thải, đôi khi dùng để xử lý sơ bộ
trước khi xử lý sinh học hay áp dụng như một phương pháp xử lý lần cuối để
Khóa luận tốt nghiệp Ngành kĩ thuật môi trường
Sinh viên: Phạm Thị Bích Ngọc - MT 1101 15

thải vào môi trường

.
Hình 1.1.Các phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và
hóa lý

1.5.3. Phương pháp sinh học
+ Nguyên tắc:
Xử lý nưc thải bằng phương pháp sinh học phân loại dựa trên hoạt động
của vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải. Do
vậy, nước thải phải là môi trường sống của quần thể vi sinh vật phân huỷ các
chất hữu cơ, không có chất độc làm chết hoặc ức chế hệ vi sinh vật phân huỷ
chất ô nhiễm. Chất hữu cơ có trong nước thải phải là các chất dinh dưỡng nguồn

+ Các giai đoạn sinh trƣởng phát triển của vi sinh vật.
Quá trình tăng trưởng của vi sinh vật trải qua 4 giai đoạn và có thể được mô
tả như dưới đồ thị sau:

Hình 1.2. Đồ thị điển hình về sự tăng trưởng của vi sinh vật
Giai đoạn chậm: Đây là thời gian tính từ khi VK được cấy vào môi
trường cho đến khi chúng bắt đầu sinh trưởng. Trong pha này VK phải thích ứng
Khóa luận tốt nghiệp Ngành kĩ thuật môi trường
Sinh viên: Phạm Thị Bích Ngọc - MT 1101 17

với môi trường mới, chúng tổng hợp mạnh mẽ ADN và các enzim chuẩn bị cho
sự phân bào.
Giai đoạn tăng trưởng (giai đoạn log): Trong pha này, VK bắt đầu phân
chia, số lượng TB tăng theo hàm lũy thừa, thời gian thế hệ đạt tới hằng số, quá
trình trao đổi chất diễn ra mạnh mẽ nhất.
Giai đoạn cân bằng: Trong pha này tốc độ sinh trưởng cũng như trao đổi
chất của VK giảm. Số lượng tế bào chết cân bằng với số tế bào sinh ra. Một số
nguyên nhân khiến VK chuyển sang pha cân bằng như: chất dinh dưỡng cạn
kiệt, nồng độ oxi giảm (đối với VK hiếu khí), các chất độc tích lũy, pH thay đổi.
Giai đoạn chết: Số tế bào chết vượt số tế bào sinh ra. Một số VK chứa
các enzim tự phân giải tế bào. Số khác có hình dạng tế bào thay đổi do thành tế
bào bị hư hại.
+ Ƣu, nhƣợc điểm của phƣơng pháp
Ưu điểm: Phương pháp sinh học ngày càng được sử dụng rộng rãi vì phương
pháp này có nhiều ưu điểm hơn các phương pháp khác, đó là:
- Phân huỷ các chất trong nước thải triệt để mà không gây ô nhiễm môi trường.
- Tạo ra được một số sản phẩm có ích để sử dụng trong công nghiệp và sinh
hoạt (Biogas, etanol ), trong nông nghiệp (phân bón).
- Thiết bị đơn giản, dễ làm, vật liệu dễ kiếm, gần như có trong tự nhiên, thân
thiện với môi trường, chi phí tốn kém ít hơn các phương pháp khác.

Hình 1.3: Quá trình phân huỷ kỵ khí.

- Giai đoạn thủy phân: Trong nước thải các chất hữu cơ cao phân tử bị phân
huỷ bởi các loại enzim ngoại bào được sinh ra bởi các vi sinh vật. Sản phẩm
của giai đoạn này là hình thành các hợp chất hữu cơ đơn giản và có khả năng
hoà tan được như các đường đơn, các peptit, glyxerin, axit béo, axit amin các
chất này là nguyên liệu cơ bản cho giai đoạn axit hoá.
Quá trình thuỷ phân của một số các chất hữu cơ cao phân tử như sau:
Protein Axit amin
Hydrocacbon Các đường đơn
Chất béo Axit béo mạch dài
Tuy nhiên xenlulozo và ligin rất khó bị thuỷ phân tạo thành các hợp chất hữu cơ
đơn giản.
- Giai đoạn tạo axit : Các vi sinh vật chuyển hoá các sản phẩm phân huỷ trung
Khóa luận tốt nghiệp Ngành kĩ thuật môi trường
Sinh viên: Phạm Thị Bích Ngọc - MT 1101 19

gian thành các axit hữu cơ, axit béo, rượu, các axit amin, glyxein, axeton, H
2
S,
CO
2
, H
2
làm pH của môi trường giảm. Mùi của hỗn hợp lên men rất khó chịu.
- Giai đoạn tạo metan: Vi khuẩn sinh CH
4
là vi khuẩn có vận tốc sinh trưởng
chậm hơn các vi khuẩn ở giai đoạn thuỷ phân và giai đoạn sinh axit. Các vi
khuẩn sinh metan sử dụng axit axetic, metanol, CO

O + ∆H
+ Tổng hợp tế bào mới:
C
x
H
y
O
z
+ NH
3
+ O
2
Tế bào vi khuẩn + CO
2
+ H
2
O + C
5
H
7
NO
2
- ∆H
+ Phân huỷ nội bào:
C
5
H
7
NO
2

hoà tan, khó hoà tan ở dạng keo là các dạng có cấu trúc phức tạp do vậy cần
được vi khuẩn tiết ra enzim ngoại bào để phân huỷ thành những chất đơn giản
hơn rồi sẽ thẩm thấu qua màng tế bào và bị oxy hoá tiếp thành sản phẩm cung
cấp vật liệu cho tế bào hoặc sản phẩm cuối cùng là CO
2
và nước. Các hợp chất
hữu cơ ở dạng keo hoặc ở dạng các hợp chất lơ lửng khó hoà tan là các hợp chất
bị oxy hoá bằng vi sinh vật khó khăn hoặc xảy ra chậm hơn.
+ Quá trình oxy hoá các chất bẩn hữu cơ xảy ra trong Aerotank qua 3
giai đoạn:
- Giai đoạn một: Ở giai đoạn này bùn hoạt tính hình thành và phát triển.
Trong nước thải đảm bảo có đủ lượng oxi cung cấp cho vi sinh vật sinh, thời
gian đầu tiên thức ăn dinh dưỡng trong nước thải rất phong phú, lượng sinh khối
trong thời gian này rất ít. Sau khi vi sinh vật thích nghi với môi trường, chúng
sinh trưởng rất mạnh theo cấp số nhân. Vì vậy, lượng tiêu thụ oxi tăng cao dần.
- Giai đoạn hai: Vi sinh vật phát triển ổn định, tốc độ tiêu thụ oxy ít thay
đổi, các chất bẩn hữu cơ bị phân huỷ nhiều nhất.
Hoạt lực enzim của bùn hoạt tính trong giai đoạn này cũng đạt tới mức cực
đại và kéo dài trong một thời gian tiếp theo. Điểm cực đại của enzim trong bùn
hoạt tính thường đạt ở thời điểm sau khi lượng bùn hoạt tính (sinh khối vi sinh
vật) tới mức ổn định.
- Giai đoạn ba: Sau một thời gian khá dài tốc độ oxi hoá cầm chừng (hầu
như `ít thay đổi) và có chiều hướng giảm, lại thấy tốc độ tiêu thụ oxi tăng lên.
Đây là giai đoạn nitrat hoá các muối amon.
Sau cùng, nhu cầu oxi lại giảm và cần phải kết thúc quá trình làm việc của
aerotank (làm việc theo mẻ). Ở đây cần lưu ý rằng, sau khi oxi hoá được 80 –
Khóa luận tốt nghiệp Ngành kĩ thuật môi trường
Sinh viên: Phạm Thị Bích Ngọc - MT 1101 21

95% BOD trong nước thải, nếu không khuấy đảo hoặc thổi khí, bùn hoạt tính sẽ

nhiều trường hợp còn thừa.
Thiếu dinh dưỡng trong nước thải sẽ làm giảm mức độ sinh trưởng, phát
Khóa luận tốt nghiệp Ngành kĩ thuật môi trường
Sinh viên: Phạm Thị Bích Ngọc - MT 1101 22

triển sinh khối của vi sinh vật, thể hiện bằng lượng bùn hoạt tính tạo thành giảm,
kìm hãm và ức chế quá trình oxy hoá các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn.
Nếu thiếu nitơ một cách kéo dài, ngoài việc cản trở các phản ứng hoá sinh
còn làm cho bùn hoạt tính khó lắng, các hạt bông bị phồng nên trôi nổi theo
dòng nước ra làm cho nước khó trong và chứa một lượng lớn vi sinh vật, làm
giảm tốc độ sinh trưởng cũng như cường độ oxy hoá của chúng. Nếu thiếu
phospho, vi sinh vật dạng sợi phát triển và cũng làm cho bùn hoạt tính lắng
chậm và giảm hiệu quả xử lý.
Nói chung, thiếu nguồn Nitơ và Phospho lâu dài sẽ ảnh hưởng đến cấu tạo
tế bào, giảm mức độ sinh trưởng, ảnh hưởng không tốt đến di truyền và các thế
hệ sau này của vi sinh vật. Trong thực tế nếu dùng hồi lưu lại nhiều lần các quần
thể vi sinh này trong bùn hoạt tính sẽ làm giảm hiệu suất làm sạch nước thải. Tỉ
lệ BOD : N : P = 100 : 5 :1 trong ba ngày đầu vì vi sinh vật trong bể Aerotank
phát triển mạnh và bùn hoạt tính được tạo thành nhiều nhất. Nếu xử lý kéo dài
thì tỉ lệ này cần cân đối BOD : N : P = 200 : 5 : 1.
Trường hợp dư thừa lượng N và P, vi sinh vật sử dụng không hết, phải khử
các thành phần này bằng các biện pháp đặc biệt hoặc xử lý bằng ao hồ ổn định
với việc nuôi trồng bèo, rau muống và các thực vật nổi khác.
 Nồng độ cho phép của chất bẩn hữu cơ có trong nước thải để đảm
bảo cho bể Aerotank làm việc có hiệu quả.
Nồng độ cơ chất trong môi trường ảnh hưởng nhiều đến đời sống của vi
sinh vật. Nói chung chúng đều có nồng độ cơ chất tới hạn hoặc cho phép, nếu
vượt quá sẽ ức chế đến sinh lý và sinh hoá các tế bào vi sinh vật, làm ảnh hưởng
đến quá trình trao đổi chất, đến việc hình thành enzim, thậm chí có thể bị chết.
Các loại nước thải có thể xử lý bằng bể Aerotank khi lượng BOD vào

mà xác định các công trình xử lý thích hợp.
Nếu nồng độ các chất lơ lửng không quá 100mg/l thì loại hình xử lý thích
hợp là bể lọc sinh học và nồng độ không quá 150mg/l là xử lý bằng Aerotank sẽ
cho hiệu quả phân huỷ các chất hữu cơ nhiễm bẩn cao nhất.
Đối với những nước thải có hàm lượng chất rắn lơ lửng quá cao cần phải
lắng xử lý sơ bộ một cách đầy đủ để có thể loại bỏ vẩn cặn lớn và một phần các
chất rắn lơ lửng. Khóa luận tốt nghiệp Ngành kĩ thuật môi trường
Sinh viên: Phạm Thị Bích Ngọc - MT 1101 24

CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
2.1. Mục đích nghiên cứu
So sánh khả năng xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính với 2 vật liệu lơ lửng
khác nhau là sợi nilon, hạt xốp và không có vật liệu lơ lửng.
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu
Nước thải đô thị dùng để nghiên cứu được lấy từ cống nước trên đường
Quán Nam, phường Dư Hàng Kênh, quận Lê Chân.
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp khảo sát và lấy mẫu ngoài thực địa [8]
Đây là phương pháp kiểm tra, đánh giá và lấy mẫu ngay ngoài hiện trường
khảo sát. Để đo nhanh một số thông số và lấy mẫu về phòng thí nghiệm phân
tích cần tiến hành khảo sát để tìm ra thời điểm, vị trí lấy mẫu hợp lý.
Phương pháp này đòi hỏi phải có chuyên môn nghiệp vụ và kinh nghiệm
lấy mẫu.
Chọn địa điểm lấy mẫu phải đảm bảo đại diện được các yêu cầu xử lý đặt ra.
Lấy mẫu theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN).
2.3.2. Phương pháp phân loại, hệ thống hóa lý thuyết [7]
Phân loại là phương pháp sắp xếp các tài liệu khoa học một cách có hệ

Phương pháp này nghiên cứu theo toàn bộ quá trình phát sinh chất thải để có
phương pháp xử lý thích hợp. Đây là phương pháp được đánh giá cao, vì nó đi
sâu vào từng khâu phát sinh nước thải. Đồng thời nó còn cho biết đặc tính của
nước thải…
Qua đó, ta có biểu đồ thể hiện phương pháp luận về nghiên cứu nước thải
như sau.